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虚拟化环境下几种存储平台分析比较

来源:机房360 作者:Randy编辑 更新时间:2011-12-13 16:36:23

摘要:选择合适的存储系统是服务器虚拟化环境整体架构设计的关键一环,它是我们必须面对的,也是最具挑战性的一项工作。

  对于虚拟化环境来说,光纤通道存储是比较传统的选择。但现在iSCSI和NAS的普及程度也越来越高,毕竟它们的性价比更加突出。如下分析比较每一种网络存储技术的规格特性。
  
  光纤通道存储
  
  单从性能和可靠性的角度看,光纤通道无疑是出色的存储架构,其它产品很难与之PK。但凡事都有两面性,使用光纤通道存储的确获得了高性能,可用户却不得不承担更高的成本,以及面对更复杂的技术架构。不过,光纤通道技术在数据中心领域的应用历史很长,基础非常好,因此比较大的虚拟化环境通常都倾向于选择光纤通道,这些用户主要还是考虑速度和可靠性的因素(光纤通道当前的带宽是8Gbps,下一代是16Gbps)。另外,光纤通道存储网络一直是相对独立的,因此与基于以太网的存储设备相比安全性更好。可问题是,光纤通道需要特殊的HBA主机适配器、特殊的交换机,而且这些配件比以太网络使用的同类配件更加昂贵。
  
  客观的说,如果要从零开始构建一个光纤通道网络代价是很高的。除此之外,光纤通道环境的部署和管理也更复杂,与传统网络架构相比,它配置起来难度很大,熟悉此项技术的人才也偏少。当前,很多公司都有技术熟练的网络管理员,但其中却很少有光纤通道存储网络方面的管理人才。设计并管理一个SAN架构通常需要经过特殊的培训,这无形中又进一步增加了实施的费用。
  
  光纤通道存储的优势:
  
  •FC是部署企业级存储架构的首选,而且许多应用环境本身就已经在使用SAN了;
  •由于具有更高的可用带宽,通常情况下性能表现最好;
  •独立的光纤通道网络更安全;还有LUNzoning和LUNmasking等访问控制机制;
  •支持bootfromSAN(从存储启动系统),服务器本地不再需要硬盘;
  •基于block的块存储类型,可以使用VMwarevSphere自带的VMFS卷(一种文件系统)。
  
  光纤通道存储的不足:
  
  •从零开始构建的话,部署成本会很高;
  •需要特殊的、昂贵的配件,比如交换机、线缆和HBA卡;
  •实施和管理也许更复杂,通常需要专职的存储管理员;
  •可用的安全控制功能较少,实现认证和加密比较复杂。
  
  如果用户的物理服务器上准备运行多个虚拟机,且应用类型对磁盘I/O有较高的要求,那么为了得到最佳的性能,用户或许应该认真考虑使用光纤通道存储系统。此外,FCoE也是一个选择,它相当于在传统的以太网设备上承载光纤通道协议。但目前FCoE必须部署在同样昂贵的10Gbps以太网环境,需要特殊的交换设备。
  
  如果用户的应用环境中已经有了FCSAN,那么在构建虚拟化平台时使用光纤通道储存是很合适的。扩展一个已有的SAN环境很容易,而且比部署一个全新的环境要便宜许多。如果用户的预算充足,而且有管理复杂环境的技术能力,那么选择光纤通道存储一定没错。
  
  iSCSI存储
  
  iSCSI也是一种流行的存储技术,同时也是光纤通道存储的有力竞争者。像光纤通道一样,iSCSI也是一种基于block的块存储协议,它使用传统的以太网组件作为载体,连接服务器和存储设备。iSCSI的部署成本通常很低,理由很简单,因为它可以借用已有的以太网设备。iSCSI的工作原理是在主机端利用一个叫做initiator的client,通过LAN网络将SCSI命令发送给目标端的SCSI存储设备(目标端也叫做target)。
  
  iSCSI的initiator可以基于软件,也可以是硬件。基于软件的initiator通过调用hypervisor虚拟化引擎内嵌的设备驱动,利用以太网适配器和以太网协议,将I/O信息发送给远端的iSCSItarget设备。硬件initiator则基于专用的iSCSIHBA卡,iSCSIHBA卡整合了网络适配器,TOE引擎(TCP/IPoffloadengine)和SCSI适配器的功能,利用卡上的芯片处理I/O请求,对于提高服务器端的性能很有帮助。大多数情况下,基于软件的initiator都可以很好的工作,但如果追求更高的I/O性能并且希望减少主机的资源开销,那么基于硬件的initiator是更好的选择。此外,与光纤通道的BootfromSAN类似,我们可以通过硬件initiator实现从存储设备直接启动操作系统;而且,最近还出现一种叫做iSCSIBootFirmwareTable(iBFT)的技术,支持通过软件initiator实现SANBoot。需要注意的是iBFT依赖于hypervisor环境的支持。
  
  在1Gbps网络环境下,iSCSI的性能就已经非常不错了,而一旦切换到10Gbps,性能还会有巨大的提升,完全可以媲美甚至超过FC光纤通道。大多数hypervisor虚拟化引擎都支持10GbpsiSCSI,但目前部署10GbpsiSCSI的成本还很高,价格几乎跟光纤通道一样。使用iSCSI最大的风险在于如果是基于软件的initiator,那么它会增加服务器端的CPU开销(使用硬件initiaor,CPU负载会小很多),同时它所依赖的以太网环境相对比较脆弱(容易受到干扰)且不稳定。解决网络冲突问题的方法其实很简单,我们只需要把iSCSI流量和其他网路流量做物理隔离就可以了。
  
  iSCSI存储的优势:
  
  •iSCSI是光纤通道存储的低成本替代方案,它使用标准的以太网组件,iSCSI磁盘阵列的价格通常也低于光纤阵列;
  •基于软件的initiator简单易用而且非常便宜,基于硬件的initiator则可以提供更好的性能;
  •像光纤通道一样,iSCSI是基于block的块存储系统,在VMwarevSphere环境下可以使用VMFS卷;
  •升级到10Gbps以太网之后,速度和性能将有大幅度提升;
  •部署和管理iSCSI不需要特殊的培训和特殊技能;
  •支持CHAP认证和加密等安全机制,也支持multipathing多路径这样的可以增加带宽和可靠性的技术;
  •部署起来比光纤通道更快。
  
  iSCSI存储的不足:
  
  •因为多数情况下iSCSI使用的都是软件initiator,因此它会增加服务器CPU的负担;
  •性能通常不如FCSAN;
  •通常无法扩展到像光纤通道存储系统那样大的规模;
  •网络延迟和非iSCSI网络流量的干扰都会影响iSCSI的传输性能。

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